Устройство для измерения концентрации материалов по теплопроводности

 

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ЦО ТЕПЛОПЮВОДНОСТИ , содержащее измерительный и сравнительный термочувствительные элементы , подключенные к прибору для регистрации раэности электрического сопротивления, и теплоизлучаюший элемент связанный с устройством для нагрева, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно вьшолнено погруж ного типа с защитным чехлом для измерительного термочувствительного и теплоизлучающего элементов, диаметр чехла выбран из следующей зависимости АЬ A-J+2 .(Vt ut где с - диаметр термочувствительного и теплоизлучающего элементов; А - постоянный коэффициент, зависящий от свойств раствора; h - высота термочувствительного элемента; it- разница между температурой стенки термочувствительного элемента и теллпературой раствора; Nut- критерий Нуссельта для средней теплопроводности при ламинарном (Л режиме. а в верхней части защитного чехла выполнены отверстия, суммарная площадь Fi которых определена из формулы г|(. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю а е с я тем, что защитный чехол выполнен из материала с малой адгезионной ;о способностью, преимущественно из фтороплассо та. ел ел :о

(19) () 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sl)4 G 01 Й 25 18

g4 е

О %

1™М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аь+

g=di2 .а6

"и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3685157/24-25 (22) 02.01.84 (46) 23.11.85. Бюл. Н 43 (71) Ивановский научно-исследовательский экспериментально- конструкторский машиностроительный институт (72) В. Д. Таланов, С. В. Михайлов и А, В. Иванов (53) 536.629 (088.8) (56) Кондуктометрический концентратомер

КК-9. Паспорт и методика проверки.

1Е 2.840.028ПС, Д1, 1978.

Заявка Японии % 49 — 43917, кл. С) 01 N 25/18, 1978..(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, содержащее измерительный и сравнительный термочувствительные элементы, подключенные к прибору для регистрации разности электрического сопротивления, и теплоизлучающий элемент связанный с устройством для нагрева, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно выполнено погружного типа с защитным чехлом для измерительного термочувствительного и теплоизлучающего элементов, диаметр чехла выбран из следующей зависимости где с1 — диаметр термочувствительного и теплоизлучающего элементов;

A — постоянный коэффициент, зависящий от свойств раствора;

h — высота термочувствительного элемента; а "г — разница между температурой стенки термочувствительного элемента и температурой раствора;

"ug — критерий Нуссельта для средней теплопроводности при ламинарном режиме) а в верхней части защитного чехла выполнены отверстия, суммарная площадь 6F> которых определена иэ формулы

4 *

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ,)д е е с я тем, что защитный чехол выполнен из материала с малой адгезионной способностью, преимущественно из фторопласта.

1193553

10

Изобретение относится к устройствам измерения концентрации крахмала в шлихте и может применяться при создании систем авто. матического контроля и регулирования шлихтовальных машин приготовительных цехов ткацких фабрик.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения погрешности эа счет стабилизации режима движения шлихты в области измерительного термочувствительного элемента.

На фиг. 1 представлено устройство погружного типа для измерения концентрации крахма. ла в шлихте по теплопроводности; на фиг.2— график зависимости температурного напора от концентрации крахмала в шлихте; на фиг. 3 — экспериментальные зависимости температуры измерительного термочувствительного элемента от режима движения шлихты.

Устройство состоит из измерительного элемента 1, содержащего термочувствительный

2 и теплоизлучающий 3 элементы, защитного чехла 4 специальной конструкции, сравнительного термочувствительного элемента 5, устройства 6-для нагрева теплоизлучающего элемента и прибора 7 для регистрации разности электрических сопротивлений термочувствительных элементов.

Работа устройства основана на зависимости теплопроводности шлихты от концентрации крахмала. При этом необходимо обеспечить постоянный ламинарный режим в окрестности измерительного элемента при переменных режимах движения основной массы шлихты для того, чтобы избежать погрешности измерения концентрации крахмала в шлихте, связанной с изменением режима движения в окрестности измерительного элемента. Для этого измерительный элемент защищается чехлом, который должен обеспечить движение шлихты в окрестности измерительного элемента только за счет свободной конвекции. При этом диаметр чехла определяется из условия передачи тепла, теряемого теплоизлучающим элементом через слой раствора до чехла теплопроводностью с учетом свободной конвекции.

Для того, чтобы обеспечить движение шлихты внутри чехла, в верхней части его выполнены отверстия, суммарная площадь которых выбирается из условия равенства нулю коэффициента местного сопротивления на сужение потока, т. е. суммарная площадь отверстий должна быть равна площади "живого сечения чехла".

Изготовление чехла из материала с малой адгезионной способностью, например иэ фто ропласта, позволяет обеспечить длительную работоспособность устройства и свести к минимуму искажения, связанные с налипанием шлихты на защитный чехол.

Устройство работает следующим образом.

Теллоизлучающий элемент 3 разогревается за счет электрического тока, протекающего по нему от устройства 6 для нагрева. Температура термочувствительного элемента 2 определяется величиной мощности, .подводимой к

--теплоизлучающему элементу 3, и концентрациеи шлихты.

Мощность, подводимая к теплоизлучающему элементу, определяется экспериментально из условии максимальнои чувствительности и минимального температурного напора.

Сравнительный термочувствительный элемент

5 измеряет температуру шлихты и прибор 7 регистрирует разницу температур термочувствительного элемента 2 и сравнительного термочувствительного элемента 5, т. е. температурный напор .

Экспериментальная статическая характеристика устройства для измерения концентрации крахмала в шлихте, имеющего высоту теплоизлучающего элемента h = 100 мм, диаметр теплоизлучающего элемента д = 5 мм.для о температуры раствора 1 — 90 С и диаметр защитного чехла А = 20 мм (значение кото рого получено по расчетной формуле), показывает достаточно линейный характер зависимости температурного напора (zt) от концентрации крахмала в шлихте (С).

На фиг. 3 видно, что защитный чехол специальной конструкции позволяет ликвидировать влияние переменного режима движения основной массы шлихты. Кривая 8 соответствует устройству с чехлом .предложенной конструкции, кривая 9 — устройству без чехла.

Применение предлагаемого устройства позволяет значительно повысить точность измерения концентрации крахмала в шлихте за счет стабилизации режима движения шлихты в области измерительного термочувствительного элемента, что подтверждается эксперимен-. тальными данными.

Кроме того, предлагаемое устройство позволит осуществить непрерывное измерение концентрации крахмала в шлихте и может быть использовано при создании автоматизированных технологических комплексов шлихтования.

1193553

1193553 с,%

Фиг 2 к дЗ

2 У

Фиг. 3

Составитель Г. Владимирова

Техред О.Ващишина Корректор А. Зимокосов

Редактор А. 111андор

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7309/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4